云计算在智能机床控制体系中的应用探析丨JME文章推荐

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控制系统是智能机床实现未来智能制造的核心决定因素，它通过对影响加工精度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征，自动感知加工系统的内部状态及外部环境，快速做出实现最佳目标的智能决策，对机床的工艺参数进行实时控制，使机床的加工过程处于最佳状态。尽管目前的机床控制系统正从特殊的闭环控制转变到通用、实时、动态的闭环控制，具备了高精度、高效率、柔性自动化等特征，能够完成自动修正、调节补偿和在线故障诊断。但是由于采用了中心式封闭体系结构，计算能力僵化，系统内部没有实现信息回路，信息到决策再到控制系统的反馈无法实时和自动完成云计算 智能手机，加工过程中产生的大数据所蕴含的信息和价值也没有被充分挖掘。而在这种大数据环境下，控制系统对机床实时的状态估计、精确决策和稳定控制主要取决于控制系统能否具有一个能够提供所需计算能力、开放的控制结构。

制造系统功能变化历程

近年来，工业发达国家的产品设计和制造由传统的基于网络的分布式协同设计和制造转变为基于云的设计和制造。众多学者对云计算在制造领域的应用进行了前瞻性的研究， 特别是SCHLECHTENDAHL 研究控制系统作为一种服务的可能性。但是由于采用的是现有的互联网络技术，实时性不能保证。沈阳机床集团建立i5 云制造平台，开拓了制造模式转变为互联网+制造模式的先河。华中8 型智能数控系统依托云计算技术平台，实现高速、高精、高效的加工。

虽然云计算技术已经在机床控制系统领域取得了成绩，但是，到目前为止，国内外尚未开展以云计算为基础对机床控制系统体系结构进行设计和调整的研究。

西安交通大学的黄莹，卢秉恒，赵万华在《云计算在智能机床控制体系中的应用探析》一文中，以智能机床的控制体系为着眼点，通过分析机床控制系统的发展及所存在问题，提出将云计算的概念与数控机床智能控制相结合是解决问题的有效途径。针对国内外云计算在制造业的应用现状，分析得出以云计算为基础设计和调整机床控制体系这一研究思路，具有一定的创新性，可以依靠云计算的本质特点，构建一种新颖的、具备云计算基本特点的开放式控制结构，根据计算的压力来对计算能力进行配置，符合机床智能化的总体趋势。研究提出智能机床云控制体系的概念，剖析其内涵，并结合云计算架构，给出控制体系设计可采取分层级、任务化、数据流控制的思路。最后，设计智能机床云控制体系的总体结构，并研究将智能机床云控制体系的进行分解而后依据总体框架汇总的具体实施方法。研究结果为进一步分析在这种控制架构下，数控系统的计算能力、存储能力、数控机床的加工精度等内容，用以验证设计方案的可行性及特点提供了总体构想。因此，研究结果可以为解决智能机床的系统集成、大数据处理、计算速度和精度以及开放性问题提供一定的方法论。

云控制体系的基本结构

该文发表于《机械工程学报》2018年第8期。对本文感兴趣的朋友可以点击屏幕下方的阅读原文，免费获取全文内容深度阅读！

（编辑：财气旺网 - 财气网）

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